Конструкций энергетического

Справочник проектировщика «Металлические конструкции» общим объемом 150 а.л. в трех томах подготовлен коллективом ведущих ученых и специалистов стран СНГ по строительным металлоконструкциям. В справочнике обобщен мировой опыт проектирования и строительства традиционных и уникальных зданий и сооружений из металла, нашли отражение отечественные и зарубежные исследования и разработки последнего двадцатилетия. Впервые публикуются материалы по разработке проектов, изготовлению и монтажу дымовых труб, транспортерных галерей, градирен, крановых эстакад и др. Переживаемое страной резкое сокращение инвестиций и связанное с этим ускоренное старение эксплуатируемого металлофонда придают особую актуальность новому разделу из трех глав, в котором изложены обоснованные практикой рекомендации по организации, оснащению и выполнению реконструктивных, обследовательских и диагностических работ, а. также методам усиления конструкций, элементов и узлов, исчерпавшим ресурс безотказной работы.

Более полное суждение о возможностях материала можно сделать на основании результатов испытаний в условиях, приближающихся к эксплуатационным, например моделированием как конструкций элементов, так и температурно-силовых условий эксплуатации. Однако такого рода испытания очень дороги и часто трудно осуществимы. Для упрощения решения задачи повышения надежности расчета допустимого ресурса целесообразно степень влияния того или иного фактора (например, напряженного состояния, колебания температуры и изменения нагрузок) оценивать раздельно на основании испытаний стандартных образцов.

По св-вам и применению сегнетокера-мика делится на 2 осн. группы: 1) Материалы со слабой нелинейностью в рабочем диапазоне напряженности электрич. поля Е и темп-ры Т (Де < 30%). Это СК-1 (на основе ВаТЮ3), СК-2 (Ва, Са, Sr) Ti03, СМ-1 [Ва (Zr,Ti)03, (BaPb) (Ti, Sn)0s] и др. Они применяются для миниатюрных легких конденсаторов высокой уд. емкости и выпускаются в виде пластинчатых (КПС), дисковых (КДС) и трубчатых проходных (КПТС) образцов. Предварительно поляризованная керамика этой группы широко используется в качестве пьезоэлементов для генерации и приема ультразвука, в качестве пьезодатчиков, механич. фильтров и т. п., так как пьезомодули у этих материалов достаточно велики. Напр., С. (Ba0i9Pb0)1) TiOjC коэрцитивной напряженностью поля Ес = 25 кв/мм (против Ес = = 5 кв/мм у ВаТЮ,) сохраняет почти неизменными свои пьезомодули от комнатных темп-рдо90°:й33=(1,3-т-1,7)-10-10ге/к; dtl= =(6,6 -4- 7,3)-10~n к/к. Он хорошо зарекомендовал себя для мощных ультразвуковых излучателей, форма к-рых может быть в значит, мере произвольной, напр, вогнутой, для концентрации мощности. Высокой пьезочувствителыюстью отличается твердый раствор (РЬ0 45 Sr0 3 Bi0 „) TiO3 с dju = (1,2 ч- 1,4)-10" ' CG'SE и 6 = 280°. 2) Материалы с большой нелинейностью наз. часто варикондами. Их емкость изменяется в неск. раз в рабочем интервале Е-, Ех или Т. Они образуются чаще всего при спекании веществ с различными знаками коэфф. электрострик-ции, напр. ВаТЮ3 — BaSn08; ВаТЮ,— BaZrO, и др. и отличаются малыми пъезо-модулями. В качестве нелинейных элементов чаще всего используются поликри-сталлич. образцы (композиции ВК-1, ВК-2 и др.); применяют также монокристаллы и особенно тонкие пленочные элементы, у к-рых нелинейность выше и петля гистерезиса ближе к прямоугольной форме. Вследствие нелинейной зависимости емкости от напряжения, вариконды применяются в качестве диэлектрич. усилителей, умножителей и делителей частот, стабилизаторов напряжения, ограничителей сигналов, диэлектрич. фазовращателей, бесконтактных выключателей (реле), различных конструкций элементов памяти вычислит, машин, для формирования импульсов в схемах, питаемых синусоидальным переменным током, и т. п.; вследствие резкого изменения е с темп-рой — в качестве датчиков диэлектрич. термометров.

21. Прогнозирование прочности материалов и конструкций элементов машин большого ресурса /Под ред. В.Т. Трощенко. Киев: Наук, думка, 1977. 264 с.

Проектирование экспериментальных ступеней в лаборатории компрес-соростроения ЛПИ производится методом, предложенным К- П. Селезневым и С. А. Анисимовым [4, 5]. Этот метод базируется на определении к. п. д. проектируемой ступени на основании оценки экономичности отдельных ее элементов, которая, в свою очередь, производится по опытным данным, полученным при исследованиях характерных конструкций элементов ступеней при различных их сочетаниях (для учета взаимного влияния):

В отдельных случаях в зимнее время при нерегулируемой циркуляции охлаждающей воды переохлаждение конденсата может достигать 20° С и более. При большом переохлаждении конденсат при выходе' из конденсатора содержит большое количество газов, в том числе и кислорода, вследствие чего его необходимо деаэрировать во избежание вредного влияния кислорода на металл конструкций элементов установки (котлов, турбин, паропроводов и т. п.).

ментов конструкции; разработку типовых узлов и механизмов, автоматизирующих вспомогательные операции по регулированию режимов работы машин, измерению, фиксации и закреплению обрабатываемых изделий и др. Межотраслевую унификацию следует осуществлять на основе расширения объема применения унифицированных конструкций элементов, деталей, узлов и агрегатов общемашиностроительного назначения.

Для количественной оценки технологичности конструкции применяют показатели, предусмотренные ГОСТ 14.202 — 73. Показатели, характеризующие трудоемкость, материалоемкость, унификацию конструкций элементов детали, требования к точности изготовления, дают конкретные представления при сравнении с аналогичными деталями, принятыми в качестве базовых.

Погрешности воспроизведения на детали контура, заданного программой управления, складываются из многих факторов, как конструктивных, определяемых принципом действия устройства ЧПУ, приводов, конструкций элементов станка, так и технологических, обусловленных режущим инструментом, приспособлением, режимом обработки материалом детали и т. д.

Поставка машиностроительным заводам профилей переменного и периодического сечения позволяет повысить коэффициент использования металла на 15—20%. Применение горячей штамповки с последующей раскаткой дает возможность, например, при изготовлении колес и бандажей увеличить коэффициент использования металла до 75%. Существенно улучшает использование металла также изготовление монолитных конструкций элементов машин взамен собираемых из

После определения перспективных схем АЭС и выбора термодинамических параметров, подлежащих оптимизации, после выбора конструкций элементов схем (и, следовательно, конструктивных параметров, подлежащих оптимизации) моделируются стоимостные зависимости для всех элементов схем и проводятся исследования влияния термодинамических, расходных и конструктивных параметров на технико-экономические показатели АЭС. Так же, как при термодинамических исследованиях, выявляются основные (сильно влияющие) параметры, подлежащие оптимизации, и производится оптимизация термодинамических, расходных и конструктивных параметров по критерию экономической эффективности. В отличие от термодинамической оптимизации дополнительно следует проверить несколько конструктивных решений по отдельным элементам схем и выявить влияние внешних условий на оптимальные параметры АЭС.

Увеличение рабочих параметров современных машин и аппаратов (рост единичных мощностей, уровня температур, грузоспособ-ности, маневренности, а также работа изделий в условиях переходных и форсированных эксплуатационных режимов и т. д.) при одновременном снижении металлоемкости конструкций и использовании новых металлических материалов повышенной прочности приводит к возрастанию как общей, так и местной напряженности конструкции с выходом в зонах концентрации металла за пределы упругости. Эксплуатационная нестационарность (тепловая и механическая) нагружения изделий сопровождается работой материала в условиях циклического упругопластического деформирования. Такое нагружение характерно для конструкций энергетического, транспортного и химического машиностроения, авиации, ракетной техники, реакторостроения и т. д. [127, 170].

Методы экспериментальных исследований и анализа вибраций различных элементов конструкций энергетического оборудования рассмотрены в четвертой главе. Здесь же даются некоторые рекомендации по проектированию корпусов крупных механизмов и амортизированных опорных рам, направленные на снижение уровней вибрации.

Для длительного статического нагружения актуальным является вопрос об экстраполяции результатов лабораторных испытаний при ограниченном времени (до 103—104 ч) на большие сроки (до 105 — 2-10^ ч), характерные для некоторых машин и конструкций энергетического, химического, а также технологического назначения. Важ-

Одним из наиболее сложных в эксперименте и важных для определения прочности и ресурса высоконагруженных конструкций энергетического, химического, транспортного, а также технологического назначения является вопрос о длительной циклической прочности, т. е. о взаимодействии циклических и длительных статических повреждений.

Из изложенного следует, что для определения несущей способности и оценки прочности ответственных конструкций энергетического оборудования требуется решение задач об упругопластическом напряженном состоянии в них. Такое решение должно быть, с одной стороны, достаточно простым по форме и достаточным для проведения инженерных расчетов, а с другой - обеспечивать необходимую точность результатов.

В работе [2] показано, что упругопластический расчет осесимметрич-ных корпусных конструкций энергетического оборудования и сосудов давления может быть удобно выполнен на основе разработанного ранее матричного метода расчета таких конструкций в упругой области (см. § 1 гл. 3). Используемые в этом методе рекуррентные матричные соотношения метода начальных параметров не изменяются, а в формулах для оболочек, пластин и колец модули упругости Е и D заменяются соответствующими интегральными функциями пластичности, которые уточняются в последовательных приближениях.

Выше показано, что для осесимметричных корпусных конструкций энергетического оборудования, сосудов давления и их узлов, в которых по условиям прочности и надежности не допускается развитие в значительном объеме материала пластических деформаций, может быть эффективно выполнен расчет по теории малых упругопластических деформаций. При этом учитывается, что эта теория имеет особое значение при исследовании начала процесса пластической деформации и менее эффективна в случае оценки прочности по предельному состоянию при развитых пластических деформациях в большом объеме материала конструкции [7].

Поверхность предельного состояния характеризует прочность материала детали при пропорциональном нагружении, когда число циклов и длительность действия нагрузки возрастают одновременно в одинаковой степени. На диаграмме рис. 4.8 этому процессу соответствует перемещение по лучу OAj. Если в рассматриваемый момент наработка детали характеризуется горизонтальными координатами точки D, то запас по циклической долговечности (для уровня нагрузки в детали Дед) определяется отношением отрезков ОА/ОД. Вертикальные и горизонтальные проекции сечений поверхности предельного состояния представляют собой кривые малоцикловой усталости Ае — 7V, Де — тц и зависимость долговечности от длительности выдержки в цикле тц — N. Эти кривые для конструкций энергетического машиностроения рассмотрены в гл. 2 и 3. Зависимости Де — N как для литых, так и для деформируемых жаропрочных авиационных сплавов на никелевой основе могут быть представлены уравнениями Мэнсона — Коффина ДеТУ™ = С. Особенностью этих сплавов является то, что величины т и С при высоких температурах (750—1050° С) не постоянны, а изменяются в широких пределах (т — в 1,5— 2 раза, С — до 10—20 раз). Поэтому использование зависимостей типа Де —• N в расчетах деталей авиационных двигателей требует экспериментального исследования соответствующего материала и определения постоянных т и С. Однако возможны некоторое обобщение экспериментальных данных и вывод расчетных зависимостей, пригодных для определения долговечности. Если рассматривать совокупность полученных экспериментальных точек для материалов одного класса и определить средние значения и границу нижних значений области разброса экспериментальных точек, то для долговечностей 101 — 104 соответствующие уравнения этих кривых можно представить в виде

Таким образом, на современном этапе развития энергетики проблема применения неводяных паров (в качестве рабочего тела термодинамических циклов или теплоносителей) снова становится актуальной и перспективной. Результаты исследований термодинамических циклов, рабочих процессов и конструкций энергетического оборудования с неводяными теплоносителями позволяют считать, что такие установки перспективны не только для электростанций, но и для судовых, транспортабельных, технологических и других специальных типов энергетических установок.

Эти новые условия эксплуатации и требования по снижению удельного расхода теплоты повлекли за собой принципиальные изменения параметров пара, конструкций энергетического оборудования и систем регулирования парогенераторов и турбин.

65. А. с. 1662205 СССР. Способ определения напряженного состояния конструкций энергетического оборудования/ А.Ф. Гетман, Н.А. Ма-хутов, Н.А. Дранченко и др.// Открытия. Изобретения. 1996, № 25.